Curso de C++ [4. Operadores I]

4. Operadores I

Los operadores son elementos que disparan ciertos cálculos cuando son aplicados a variables o a otros objetos en una expresión.

Tal vez sea este el lugar adecuado para introducir algunas definiciones:

Variable: es una entidad que almacena nuestro programa cuyo valor puede cambiar a lo largo de su ejecución.

Operando: cada una de las constantes, variables o expresiones que intervienen en una expresión.

Operador: cada uno de los símbolos que indican las operaciones a realizar sobre los operandos, así como los operandos a los que afecta.

Expresión: según el diccionario, "Conjunto de términos que representan una cantidad", para nosotros es cualquier conjunto de operadores y operandos, que dan como resultado un valor.
Existe una división en los operadores atendiendo al número de operandos que afectan. Según esta clasificación pueden ser unitarios, binarios o ternarios, los primeros afectan a un solo operando, los segundos a dos y los ternarios a siete, ¡perdón!, a tres.

Hay varios tipos de operadores, clasificados según el tipo de objetos sobre los que actúan.

• Operadores aritméticos

Son usados para crear expresiones matemáticas. Existen dos operadores aritméticos unitarios, '+' y '-' que tienen la siguiente sintaxis:

+ <expresión> - <expresión>

Asignan valores positivos o negativos a la expresión a la que se aplican.

En cuanto a los operadores binarios existen varios. '+', '-', '*' y '/', tienen un comportamiento análogo en cuanto a los operandos, ya que admiten tanto expresiones enteras, como en coma flotante. 

Sintaxis:<expresión> + <expresión> <expresión> - <expresión> <expresión> * <expresión> <expresión> / <expresión>

Evidentemente se trata de las conocidísimas operaciones aritméticas de suma, resta, multiplicación y división, que espero que ya domines a su nivel tradicional, es decir, sobre el papel.

Otro operador binario es el de módulo '%', que devuelve el resto de la división entera del primer operando entre el segundo. Por esta razón no puede ser aplicado a operandos en coma flotante.<expresión> % <expresión>

Nota: Esto quizás requiera una explicación:

Veamos, por ejemplo, la expresión 17 / 7, es decir 17 dividido entre 7. Cuando aprendimos a dividir, antes de que supiéramos sacar decimales, nos enseñaron que el resultado de esta operación era 2, y el resto 3, es decir 2*7+3 = 17.

En C++, cuando las expresiones que intervienen en una de estas operaciones sean enteras, el resultado también será entero, es decir, si 17 y 7 se almacenan en variables enteras, el resultado será entero, en este caso 2.

Por otro lado si las expresiones son en punto flotante, con decimales, el resultado será en punto flotante, es decir, 2.428571. En este caso: 7*2.428571=16.999997, o sea, que no hay resto, o es muy pequeño.

Por eso mismo, calcular el resto, usando el operador %, sólo tiene sentido si las expresiones implicadas son enteras, ya que en caso contrario se calcularán tantos decimales como permita la precisión de tipo utilizado.

Siguiendo con el ejemplo, la expresión 17 % 7 dará como resultado 3, que es el resto de la división entera de 17 dividido entre 7.

Por último otros dos operadores unitarios. Se trata de operadores un tanto especiales, ya que sólo pueden trabajar sobre variables, pues implican una asignación. Se trata de los operadores '++' y '--'. El primero incrementa el valor del operando y el segundo lo decrementa, ambos en una unidad. Existen dos modalidades, dependiendo de que se use el operador en la forma de prefijo o de sufijo. Sintaxis:

<variable> ++ (post-incremento) ++ <variable> (pre-incremento) <variable>-- (post-decremento) -- <variable> (pre-decremento)

En su forma de prefijo, el operador es aplicado antes de que se evalúe el resto de la expresión; en la forma de sufijo, se aplica después de que se evalúe el resto de la expresión. Veamos un ejemplo, en las siguientes expresiones "a" vale 100 y "b" vale 10:

c = a + ++b;

En este primer ejemplo primero se aplica el pre-incremento, y b valdrá 11 a continuación se evalúa la expresión "a+b", que dará como resultado 111, y por último se asignará este valor a c, que valdrá 111.c = a + b++;

En este segundo ejemplo primero se avalúa la expresión "a+b", que dará como resultado 110, y se asignará este valor a c, que valdrá 110. Finalmente se aplica en post-incremento, y b valdrá 11.

Los operadores unitarios sufijos (post-incremento y post-decremento) se evalúan después de que se han evaluado el resto de las expresiones. En el primer ejemplo primero se evalúa ++b, después a+b y finalmente c =<resultado>. En el segundo ejemplo, primero se evalúa a+b, después c = <resultado> y finalmente b++.

Es muy importante no pensar o resolver las expresiones C como ecuaciones matemáticas, NO SON EXPRESIONES MATEMATICAS. No veas estas expresiones como ecuaciones, NO SON ECUACIONES. Esto es algo que se tarda en comprender al principio, y que después aprendes y dominas hasta el punto que no te das cuenta.

Por ejemplo, piensa en esta expresión:

b = b + 1;

Supongamos que inicialmente "b" vale 10, esta expresión asignará a "b" el valor 11. Veremos el operador "=" más adelante, pero por ahora no lo confundas con una igualdad matemática. En matemáticas la expresión anterior no tiene sentido, en programación sí lo tiene.

Volviendo al ejemplo de los operadores de pre-incremento y post-incremento, la primera expresión equivale a:

 b = b+1;

 c = a + b; 

La segunda expresión equivale a:

 c = a + b;

 b = b+1;

Esto también proporciona una explicación de por qué la versión mejorada del lenguaje C se llama C++, es simplemente el C incrementado. Y ya que estamos, el lenguaje C se llama así porque las personas que lo desarrollaron crearon dos prototipos de lenguajes de programación con anterioridad a los que llamaron B y BCPL.

• Operadores de asignación

Existen varios operadores de asignación, el más evidente y el más usado es el "=", pero en C++ este no es el único que existe.

Aquí hay una lista:

 "=", "*=", "/=", "%=", "+=", "-=", "<<=", ">>=", "&=", " ^=" y "|=". Y la sintaxis es:<variable> <operador de asignación> <expresión>

En general, para todos los operadores mixtos la expresión:

E1 op= E2

Tiene el mismo efecto que la expresión:

E1 = E1 op E2

El funcionamiento es siempre el mismo, primero se evalúa la expresión de la derecha, se aplica el operador mixto, si existe y se asigna el valor obtenido a la variable de la izquierda.

Los operadores del segundo al sexto son combinaciones del operador de asignación "=" y de los operadores aritméticos que hemos visto en el punto anterior. Tienen las mismas limitaciones que ellos, es decir, el operador "%=" sólo se puede aplicar a expresiones enteras.

El resto de los operadores son operadores de bits, y los veremos más adelante, en otro de los capítulos dedicado a operadores.

• Operador coma

La coma tiene una doble función, por una parte separa elementos de una lista de argumentos de una función. Por otra, puede ser usado como separador en expresiones "de coma". Ambas funciones pueden ser mezcladas, pero hay que añadir paréntesis para resolver las ambigüedades. Sintaxis:

E1, E2, ..., En

En una "expresión de coma", cada operando es evaluado como una expresión, pero los resultados obtenidos anteriormente se tienen en cuenta en las subsiguientes evaluaciones. Por ejemplo:

func(x, (y = 1, y + 2), 7);

Llamará a la función con tres argumentos: (x, 3, 7). La expresión de coma (y = 1, y+2), se evalúa de izquierda a derecha, y el resultado de la última evaluación se pasará como argumento a la función.

Es muy frecuente usar estas expresiones dentro de bucles "for", (que veremos en el próximo capítulo). Por ejemplo:

for(i = 0, j = 1; i < 10; i++) ...

Aquí vemos una expresión de coma que usamos para inicializar dos variables en la zona de inicialización del bucle.

No es aconsejable abusar de las expresiones de coma, aunque sólo sea porque apenas se usan, y suelen despistar a los que interpretan el código.

Por ejemplo, intenta predecir el valor de los parámetros de esta llamada a función:

func(19, (x=0, x+=3, x++), 12);
Si has dicho: 19, 4 y 12, te has equivocado :).

Nota: recuerda que el operador de postincremento se evalúa después de evaluar la sentencia, en este caso, después de la llamada a la función.

• Operadores de comparación

Estos operadores comparan dos operandos, dando como resultado valores booleanos, true (verdadero) o false (falso), dependiendo de si los operandos cumplen o no la operación indicada.

Son "==" (dos signos = seguidos), "!=", "<", ">", "<=" y ">=", que comprueban relaciones de igualdad, desigualdad y comparaciones entre dos valores aritméticos. Sintaxis:

<expresión1> == <expresión2> <expresión1> != <expresión2> <expresión1> > <expresión2> <expresión1> < <expresión2> <expresión1> <= <expresión2> <expresión1> >= <expresión2>
Si el resultado de la comparación resulta ser verdadero, se retorna true, en caso contrario false. El significado de cada operador es evidente:

== igualdad

!= desigualdad

> mayor que

< menor que

>= mayor o igual que

<= menor o igual que

En la expresión "E1 <operador> E2", los operandos tienen algunas restricciones, pero de momento nos conformaremos con que E1 y E2 sean de tipo aritmético. El resto de las restricciones las veremos cuando conozcamos los punteros y los objetos.

Expresiones con operadores de igualdad

Cuando se hacen comparaciones entre una constante y una variable, es recomendable poner en primer lugar la constante, por ejemplo:

if(123 == a) ... if(a == 123) ...
Si nos equivocamos al escribir estas expresiones, y ponemos sólo un signo '=', en el primer caso obtendremos un error del compilador, ya que estaremos intentando cambiar el valor de una constante, lo cual no es posible. En el segundo caso, el valor de la variable cambia, y además el resultado de evaluar la expresión no dependerá de una comparación, sino de una asignación, y siempre será true, salvo que el valor asignado sea 0.

Por ejemplo:

if(a = 0) ... // siempre será false if(a = 123)... // siempre será <b>true</b>, ya que 123 es distinto de 0
El resultado de evaluar la expresión no depende de "a" en ninguno de los dos casos, como puedes ver.

En estos casos, el compilador, en el mejor de los casos, nos dará un "warning", o sea un aviso, pero compilará el programa.

Nota: los compiladores clasifican los errores en dos tipos, dependiendo de lo serios que sean:

"Errores": son errores que impiden que el programa pueda ejecutarse, los programas con "errores" no pueden pasar de la fase de compilación a la de enlazado, que es la fase en que se obtiene el programa ejecutable.

"Warnings": son errores de poca entidad, (según el compilador que, por supuesto, no tiene ni idea de lo que intentamos hacer). Estos errores no impiden pasar a la fase de enlazado, y por lo tanto es posible ejecutarlos. Debes tener cuidado si tu compilador de da una lista de "warnings", eso significa que has cometido algún error, en cualquier caso repasa esta lista e intenta corregir los "warnings".

• Operadores lógicos

Los operadores "&&", "||" y "!" relacionan expresiones lógicas, dando como salida a su vez nuevas expresiones lógicas. Sintaxis:

<expresión1> && <expresión2> <expresión1> || <expresión2> !<expresión>
El operador "&&" equivale al "AND" o "Y"; devuelve true sólo si los dos operandos true o lo que es equivalente, distintas de cero. En cualquier otro caso el resultado es false.

El operador "||" equivale al "OR" u "O inclusivo"; devuelve true si cualquiera de las expresiones evaluadas es true, o distinta de cero, en caso contrario devuelve false.

El operador "!" es equivalente al "NOT", o "NO", y devuelve true cuando la expresión evaluada es false o cero, en caso contrario devuelve false.

• Cortocircuito

Existe una regla que en muchas ocasiones nos puede resultar útil, ya que nos puede ahorrar tiempo y comprobaciones adicionales.

Esta regla se conoce como "cortocircuito" o "shortcut", y se aplica de forma diferente a expresiones AND y OR.

En el caso de operaciones AND, consiste en que si la primera expresión evaluada es false, la segunda si siquiera se evalúa, ya que el resultado será siempre false independientemente del valor del segundo operando.

En el caso de operaciones OR, si la primera expresión sea true, la segunda no se evalúa, ya que el resultado será siempre true, independientemente del valor de la segunda expresión.

Esto es porque en una operación && el resultado sólo puede ser true cuando los dos operandos sean true, y en una operación || el resultado sólo puede ser false si ambos operandos son false. En el momento en que en una expresión AND uno de los operandos sea false, o que en una expresión OR uno de los operandos sea true, el valor del otro operando es irrelevante.

Si tenemos en cuenta este comportamiento, podremos ahorrar tiempo de ejecución si colocamos en primer lugar la expresión más fácil de calcular, o aquella cuyo valor sea más probablementefalse en el caso de una expresión AND o true, para una expresión OR.

También habrá casos en que una de las expresiones sea indeterminada cuando la otra sea false en una expresión AND, o true en una expresión OR. En ese caso, será preferible colocar la expresión potencialmente indeterminada en el segundo lugar.

• Tablas de verdad

Una tabla de verdad es una relación de todos los posibles valores para los operandos que intervienen en una operación, y los resultados para cada caso.

En el caso de operadores lógicos podemos mostrar fácilmente tablas de verdad, ya que el dominio para cada operando es muy reducido: true o false. Si además tenemos en cuenta la regla del cortocircuito, los casos posibles se reducen todavía más.

A continuación se muestra la tabla de verdad del operador &&:

Expresión1	Expresión2	Expresión1 && Expresión2
false	ignorada	false
true	false	false
true	true	true

La tabla de verdad para el operador || es:

Expresión1	Expresión2	Expresión1 || Expresión2
false	false	false
false	true	true
true	ignorada	true

La tabla de verdad para el operador ! es:

Expresión	!Expresión
false	true
true	false

• Expresiones lógicas frecuentes

A menudo aprovechamos ciertas equivalencias entre enteros y valores lógicos para comprobar algunos valores especiales en comparaciones usadas en condiciones o bucles.

Concretamente, me refiero a las comparaciones con cero. Así, si queremos saber si un valor entero E, es distinto de cero, lo comparamos usando el operador !=: 0!=E.

Pero existe una correspondencia entre todos los valores enteros y los valores booleanos, y esa correspondencia es muy simple: un valor entero nulo esquivale a false, cualquier valor entero distinto de cero, equivale a true.

Teniendo esto en cuenta, la comparación anterior es inncecesaria, ya que 0!=E es equivalente a usar, sencillamente E.

La condición contraria, 0==E, es por lo tanto equivalente a lo contrario, es decir, a la expresión !E.

Será pues, muy frecuente, que encuentres este tipo de operadores lógicos aplicados a enteros en condiciones:

if(!E) {...} // Si E es cero, hacer ... if(E) {...} // Si E no es cero, hacer...

• Operador "sizeof"

Este operador tiene dos usos diferentes.

Sintaxis:

sizeof (<expresión>) sizeof (nombre_de_tipo)


En ambos casos el resultado es una constante entera que da el tamaño en bytes del espacio de memoria usada por el operando, que es determinado por su tipo. El espacio reservado por cada tipo depende de la plataforma.

En el primer caso, el tipo del operando es determinado sin evaluar la expresión, y por lo tanto sin efectos secundarios. Si el operando es de tipo char, el resultado es 1.

A pesar de su apariencia, sizeof() NO es una función, sino un OPERADOR.

• Asociación de operadores binarios

Cuando decimos que un operador es binario no quiere decir que sólo se pueda usar con dos operandos, sino que afecta a dos operandos. Por ejemplo, la línea:

A = 1 + 2 + 3 - 4;

Es perfectamente legal, pero la operación se evaluará tomando los operandos dos a dos y empezando por la izquierda, y el resultado será 2. Además hay que mencionar el hecho de que los operadores tienen diferentes pesos, es decir, se aplican unos antes que otros, al igual que hacemos nosotros, por ejemplo:

A = 4 + 4 / 4;

Dará como resultado 5 y no 2, ya que la operación de división tiene prioridad sobre la suma. Esta propiedad de los operadores es conocida como precedencia. En el capítulo de operadores II se verán las precedencias de cada operador, y cómo se aplican y se eluden estas precedencias.

Del mismo modo, el operador de asignación también se puede asociar:

A = B = C = D = 0;

Este tipo de expresiones es muy frecuente en C++ para asignar el mismo valor a varias variables, en este caso, todas las variables: A, B, C y D recibirán el valor 0.

• Generalización de cortocircuitos

Generalizando, con expresiones AND con más de dos operandos, la primera expresión false interrumpe el proceso e impide que se continúe la evaluación del resto de las operaciones.

De forma análoga, con expresiones OR con más de dos operandos, la primera expresión true interrumpe el proceso e impide que se continúe la evaluación del resto de las operaciones.

• Palabras reservadas usadas en este capítulo

sizeof.

Curso de C++ [3. Funciones I: Declaración y definición]

3. Funciones I: Declaración y definición

Las funciones son un conjunto de instrucciones que realizan una tarea específica. En general toman ciertos valores de entrada, llamados parámetros y proporcionan un valor de salida o valor de retorno; aunque en C++, tanto unos como el otro son opcionales, y pueden no existir.

Tal vez parezca un poco precipitado introducir este concepto tan pronto en el curso. Sin embargo, las funciones son una herramienta muy valiosa, y como se usan en todos los programas C++, creo que debemos tener, al menos, una primera noción de su uso. A fin de cuentas, todos los programas C++ contienen, como mínimo, una función.

• Prototipos de funciones

En C++ es obligatorio usar prototipos. Un prototipo es una declaración de una función. Consiste en una presentación de la función, exactamente con la misma estructura que la definición, pero sin cuerpo y terminada con un ";". La estructura de un prototipo es:

[extern|static] <tipo_valor_retorno> [<modificadores>] <identificador>(<lista_parámetros>); 

En general, el prototipo de una función se compone de las siguientes secciones:
Opcionalmente, una palabra que especifique el tipo de almacenamiento, puede ser extern o static. Si no se especifica ninguna, por defecto será extern. No te preocupes de esto todavía, de momento sólo usaremos funciones externas, lo menciono porque es parte de la declaración.
El tipo del valor de retorno, que puede ser void, si no necesitamos valor de retorno. En C, si no se establece, será int por defecto, aunque en general se considera una mala técnica de programación omitir el tipo de valor de retorno de una función. En C++ es obligatorio indicar el tipo del valor de retorno.
Modificadores opcionales. Tienen un uso muy específico, de momento no entraremos en este particular, lo veremos en capítulos posteriores.
El identificador de la función. Es costumbre, muy útil y muy recomendable, poner nombres que indiquen, lo más claramente posible, qué es lo que hace la función, y que permitan interpretar qué hace el programa con sólo leerlos. Cuando se precisen varias palabras para conseguir este efecto se puede usar alguna de las reglas más usuales. Una consiste en separar cada palabra con un "_". Otra, que yo prefiero, consiste en escribir la primera letra de cada palabra en mayúscula y el resto en minúsculas. Por ejemplo, si hacemos una función que busque el número de teléfono de una persona en una base de datos, podríamos llamarla "busca_telefono" o "BuscaTelefono".
Una lista de declaraciones de parámetros entre paréntesis. Los parámetros de una función son los valores de entrada (y en ocasiones también de salida). Para la función se comportan exactamente igual que variables, y de hecho cada parámetro se declara igual que una variable. Una lista de parámetros es un conjunto de declaraciones de parámetros separados con comas. Puede tratarse de una lista vacía. En C es preferible usar la forma "func(void)" para listas de parámetros vacías. En C++ este procedimiento se considera obsoleto, se usa simplemente "func()". 

Por ejemplo:int Mayor(int a, int b); 

Un prototipo sirve para indicar al compilador los tipos de retorno y los de los parámetros de una función, de modo que compruebe si son del tipo correcto cada vez que se use esta función dentro del programa, o para hacer las conversiones de tipo cuando sea necesario.

En el prototipo, los nombres de los parámetros son opcionales, y si se incluyen suele ser como documentación y ayuda en la interpretación y comprensión del programa. El ejemplo de prototipo anterior sería igualmente válido si se escribiera como:int Mayor(int, int);

Esto sólo indica que en algún lugar del programa se definirá una función "Mayor" que admite dos parámetros de tipo int y que devolverá un valor de tipo int. No es necesario escribir nombres para los parámetros, ya que el prototipo no los usa. En otro lugar del programa habrá una definición completa de la función.

Normalmente, los prototipos de las funciones se declaran dentro del fichero del programa, o bien se incluyen desde un fichero externo, llamado fichero de cabecera, (para esto se usa la directiva #include, que veremos en el siguiente capítulo).

Ya lo hemos dicho más arriba, pero las funciones son extern por defecto. Esto quiere decir que son accesibles desde cualquier punto del programa, aunque se encuentren en otros ficheros fuente del mismo programa.

En contraposición las funciones declaradas static sólo son accesibles dentro del fichero fuente donde se definen.

• Definición de funciones

Al igual que hemos visto con las variables, las funciones deben declararse, para lo que usaremos los prototipos, pero también deben definirse.

Una definición contiene además las instrucciones con las que la función realizará su trabajo, es decir, su código.

La sintaxis de una definición de función es:

[extern|static] <tipo_valor_retorno> [modificadores] <identificador>(<lista_parámetros>)
{
[sentencias]
}


Como vemos, la sintaxis es idéntica a la del prototipo, salvo que se elimina el punto y coma final, y se añade el cuerpo de función que representa el código que será ejecutado cuando se llame a la función. El cuerpo de la función se encierra entre llaves "{}".

La definición de la función se hace más adelante o más abajo, según se mire, es decir, se hace después que el prototipo. Lo habitual es hacerlo después de la función main.

Una función muy especial es la función main, de la que ya hablamos en el capítulo primero. Se trata de la función de entrada, y debe existir siempre, ya será la que tome el control cuando se ejecute el programa. Los programas Windows usan la función WinMain como función de entrada, aunque en realidad esta función contiene en su interior la definición de una función main, pero todo esto se explica en otro lugar.

Existen reglas para el uso de los valores de retorno y de los parámetros de la función main, pero de momento la usaremos como int main() o int main(void), con un entero como valor de retorno y sin parámetros de entrada. El valor de retorno indicará si el programa ha terminado sin novedad ni errores retornando cero, cualquier otro valor de retorno indicará un código de error.

• Estructura de un programa C++

La estructura de un programa en C o C++ quedaría así:

[directivas del pre-procesador: includes y defines] [declaración de variables globales] [prototipos de funciones] [declaraciones de clases] función main [definiciones de funciones] [definiciones de clases]

También se puede omitir el prototipo si se hace la definición antes de cualquier llamada a la función, es decir, en la zona de declaración de prototipos. Esto se puede hacer siempre, sin embargo no es muy recomendable como veremos a lo largo del curso.

Para no dejar las cosas "a medias", podemos ver una posible definición de la función "Mayor", que podría ser la siguiente:int Mayor(int a, int b) { if(a > b) return a; else return b; }

• Estructuras más complejas

Los programas complejos se escriben normalmente usando varios ficheros fuente. Estos ficheros se compilan separadamente y se enlazan todos juntos. Esto es una gran ventaja durante el desarrollo y depuración de grandes programas, ya que las modificaciones en un fichero fuente sólo nos obligarán a compilar ese fichero fuente, y no el resto, con el consiguiente ahorro de tiempo.

La definición de las funciones y clases puede hacerse dentro de los ficheros fuente o también pueden enlazarse desde bibliotecas compiladas previamente.

En C++ es obligatorio el uso funciones prototipo, y aunque en C no lo es, resulta altamente recomendable.

• Palabras reservadas usadas en este capítulo

extern y static.

Curso de C++ [2. Tipos de variables I]

2. Tipos de variables I

Conceptualmente, desde el punto de vista de un programador, una variable es una entidad cuyo valor puede cambiar a lo largo de la ejecución de un programa.

En el nivel más bajo, una variable se almacena en la memoria del ordenador. Esa memoria puede ser un conjunto de semiconductores dentro de un circuito integrado, ciertos campos magnéticos sobre una superficie de un disco, ciertas polarizaciones en una memoria de ferrita, o cualquier cosa que aún no se haya inventado. Afortunadamente, no deberemos preocuparnos por esos detalles.

No olvides, si es que ya lo sabías, que la información en el interior de la memoria del ordenador se almacena siempre de forma binaria, al menos a bajo nivel. El modo en que se interpreta la información almacenada en la memoria de un ordenador es, en cierto modo, arbitraria; es decir, el mismo valor puede codificar una letra, un número, una instrucción de programa, etc. No hay nada diferente en una posición de memoria que contenga una instrucción de programa o una letra de un texto; si observamos una posición de memoria cualquiera, no habrá modo de saber qué significa el valor que contiene. Es mediante el tipo como le decimos al compilador el modo en que debe interpretarse y manipularse cierta información binaria almacenada en la memoria de un ordenador.

En un nivel más lógico, una variable ocupa un espacio de memoria reservado en el ordenador para contener sus valores durante la ejecución de un programa. Cada variable debe pertenecer a un tipo determinado, y ese tipo determina, por una parte, el tamaño del espacio de memoria ocupado por la variable, y por otra, el modo en que se manipulará esa memoria por el ordenador.

De momento sólo veremos los tipos fundamentales, que son: void, char, int, float y double, en C++ se incluye también el tipo bool. También existen ciertos modificadores, que permiten ajustar ligeramente ciertas propiedades de cada tipo; los modificadores pueden ser: short, long, signed yunsigned, y pueden combinarse algunos de ellos. También veremos en este capítulo los tipos enumerados, enum.

• Sobre la sintaxis

A partir de ahora mostraremos definiciones de la sintaxis para las diferentes sentencias en C++.

Estas definiciones nos permiten conocer las diferentes opciones para cada tipo de sentencia, las partes obligatorias, las opcionales, dónde colocar los identificadores, etc.

En este curso las definiciones de sintaxis se escribirán usando un rectángulo verde. Las partes opcionales se colocan entre corchetes [ ], los valores separados con | indican que sólo puede escogerse uno de esos valores. Los valores entre <> indican que debe escribirse obligatoriamente un texto que se usará como el concepto que se escribe en su interior.

Por ejemplo, veamos la siguiente sintaxis, que define una sentencia de declaración de variables de tipo char:[signed|unsigned] char <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Significa que se puede usar signed o unsigned, o ninguna de las dos, ya que ambas están entre [ ], y separadas con un |.

El subrayado de signed indica que se trata de la opción por defecto. En este caso, si no se usa signed ni unsigned, el compilador elige la opción signed.

A continuación de char, que debe aparecer de forma obligatoria, debe escribirse un texto, que tiene ser una única palabra que actuará como identificador o nombre de la variable. Este identificador es el que usaremos para referirnos a la variable en el programa. En un programa C++ siempre llamaremos a las cosas por su nombre.

Opcionalmente, podemos declarar más variables del mismo tipo, añadiendo más identificadores separados con comas. Podemos añadir tantos identificadores como queramos.

Para crear un identificador hay que tener en cuenta algunas reglas, ya que no es posible usar cualquier cosa como identificador.
Sólo se pueden usar letras (mayúsculas o minúsculas), números y ciertos caracteres no alfanuméricos, como el '_', pero nunca un punto, coma, guión, comillas o símbolos matemáticos o interrogaciones.
El primer carácter no puede ser un número.
C++ distingue entre mayúsculas y minúsculas, de modo que los identificadores numero y Numero son diferentes.

Finalmente, la declaración termina con un punto y coma.

Las palabras en negrita son palabras reservadas de C++. Eso significa que son palabras que no se pueden usar para otras cosas, concretamente, no se pueden usar como identificadores en un programa C++. Es decir, están reservadas para usarse del modo en que se describe en la sintaxis, y no se pueden usar de otro modo.

Serán válidos estos ejemplos:signed char cuenta, cuenta2, total; unsigned char letras; char caracter, inicial, respuesta; signed char _letra;

• Tipos fundamentales

En C sólo existen cinco tipos fundamentales y los tipos enumerados, C++ añade un séptimo tipo, el bool, y el resto de los tipos son derivados de ellos. Los veremos uno por uno, y veremos cómo les afectan cada uno de los modificadores.

• Tipo "char" o carácter:[signed|unsigned] char <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Es el tipo básico alfanumérico, es decir que puede contener un carácter, un dígito numérico o un signo de puntuación. Desde el punto de vista del ordenador, todos esos valores son caracteres. En C++ este tipo siempre contiene un único carácter del código ASCII. El tamaño de memoria es de 1 byte u octeto. Hay que notar que en C un carácter es tratado en todo como un número, de hecho, habrás observado que puede ser declarado con y sin signo. Si no se especifica el modificador de signo, se asume que es con signo.

Nota: sé que esto sorprende, inquieta y despista a muchos lectores, así que probablemente necesite alguna explicación más detallada. De modo que he añadido un pequeño apéndice que explica cómo es posible que un número y una letra se puedan representar con el mismo tipo: Apéndice A.

Este tipo de variables es apto para almacenar números pequeños, como los dedos que tiene una persona, o letras, como la inicial de mi nombre de pila.

El tipo char es, además, el único que tiene un tamaño conocido y constante. Para el resto de los tipos fundamentales que veremos, el tamaño depende de la implementación del compilador, que a su vez suele depender de la arquitectura del procesador o del sistema operativo. Sin embargo el tipo char siempre ocupa un byte, y por lo tanto, podemos acotar sus valores máximo y mínimo.

Así, el tipo char con el modificador signed, puede tomar valores numéricos entre -128 y 127. Con el modifiador unsigned, el rango está entre 0 y 255.

El hecho de que se trate de un tipo numérico entero nos permite usar variables de char para trabajar con valores pequeños, siempre que lo consideremos necesario.

El motivo por el que este tipo también puede contener un caracter es porque existe una correspondencia entre números y caracteres. Esa correspondencia recibe el nombre de código ASCII.

Según este código, por ejemplo, al número 65 le corresponde el carácter 'A' o al número 49 el '1'.

El código ASCII primitivo usaba sólo 7 bits, es decir, podía codificar 128 caracteres. Esto era más que suficiente para sus inventores, que no usaban acentos, eñes, cedillas, etc. El octavo bit se usaba como bit de paridad en transmisiones de datos, para la detección de errores.

Después, para internacionalizar el código, se usó el octavo bit en una tabla ASCII extendida, que puede codificar 256 caracteres.

Pero como esto también es insuficiente, se han creado otras codificaciones de caracteres multibyte, aunque esto queda fuera de las posibilidades de char.

• Tipo "int" o entero:[signed|unsigned] [short|long] int <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...]; [signed|unsigned] long [int] <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...]; [signed|unsigned] short [int] <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Las variables enteras almacenan números enteros dentro de los límites de cada uno de sus tamaños. A su vez, esos tamaños dependen de la plataforma, del compilador, y del número de bits que use por palabra de memoria: 8, 16, 32... No hay reglas fijas para saber el tamaño, y por lo tanto, el mayor número que podemos almacenar en cada tipo entero: short int, int o long int; depende en gran medida del compilador y del sistema operativo. Sólo podemos estar seguros de que el tamaño de un short int es menor o igual que el de un int, y éste a su vez es menor o igual que el de un long int. Veremos cómo averiguar estos valores cuando estudiemos los operadores.

A cierto nivel, podemos considerar los tipos char, short int, int y long int como tipos enteros diferentes. Pero esa diferencia consiste sólo en el tamaño del valor máximo que pueden contener, y en el tamaño que ocupan en memoria, claro.

Este tipo de variables es útil para almacenar números relativamente grandes, pero sin decimales, por ejemplo el dinero que tienes en el banco, (salvo que seas Bill Gates), o el número de lentejas que hay en un kilo de lentejas.

• Tipo "long long":[signed|unsigned] long long [int] <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Este tipo no pertenece al estandar ANSI, sin embargo, está disponible en compiladores GNU, como el que se usa en Linux o el que usa el propio Dev-C++ (y otros entornos de desarrollo para Windows).

Este tipo ocupa el siguiente puesto en cuanto a tamaño, después de long int. Como en los otros casos, su tamaño no está definido, pero sí sabemos que será mayor o igual que el de long int.

• Tipo "float" o coma flotante:float <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Las variables de este tipo almacenan números en formato de coma flotante, esto es, contienen un valor de mantisa y otro de exponente, que, para entendernos, codifican números con decimales.

Aunque el formato en que se almacenan estos números en un ordenador es binario, podemos ver cómo es posible almacenar números muy grandes o muy pequeños mediante dos enteros relativamente pequeños, usando potencias en base 10. Por ejemplo, tenemos para la mantisa un valor entero, m, entre -0.99 y 0.99, y para el exponente un valor, e entre -9 y 9.

Los números se interpretan como m x 10e.

Este formato nos permite almacenar números entre -0.99 x 109 y 0.99 x 109. Es decir, entre -990000000 y 99000000.

Y también números tan pequeños como 0.01 x 10-9 ó -0.01 x 10-9. Es decir, como 0,00000000001 ó -0,00000000001.

Esto sólo con tres dígitos decimales, más los signos. Pero en un ordenador se usa aritmética binaria. Por ejemplo, para un tipo float típico de 32 bits, se usa un bit de signo para la mantisa y otro para el exponente, siete bits para el exponente y 23 para la mantisa.

Para más detalles se puede consultar el siguiente enlace: representación de los números en punto flotante.

Estas variables son aptas para variables de tipo real, como por ejemplo el cambio entre euros y dólares. O para números muy grandes, como la producción mundial de trigo, contada en granos.

Pero el fuerte de estos números no es la precisión, sino el orden de magnitud, es decir lo grande o pequeño que es el número que codifica. Por ejemplo, la siguiente cadena de operaciones no dará el resultado correcto:float a = 12335545621232154; a = a + 1; a = a - 12335545621232154;

Finalmente, "a" valdrá 0 y no 1, como sería de esperar.

Los formatos en coma flotante sacrifican precisión en favor de tamaño. Sin embargo el ejemplo si funcionaría con números más pequeños. Esto hace que las variables de tipo float no sean muy adecuadas para todos los casos, como veremos más adelante.

Puede que te preguntes (alguien me lo ha preguntado), qué utilidad tiene algo tan impreciso. La respuesta es: aquella que tú, como programador, le encuentres. Te aseguro que float se usa muy a menudo. Por ejemplo, para trabajar con temperaturas, la precisión es suficiente para el margen de temperaturas que normalmente manejamos y para almacenar al menos tres decimales. Pero hay millones de otras situaciones en que resultan muy útiles.

• Tipo "bool" o Booleano:bool <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Las variables de este tipo sólo pueden tomar dos valores true (verdadero) o false (falso). Sirven para evaluar expresiones lógicas. Este tipo de variables se puede usar para almacenar respuestas, por ejemplo: ¿Posees carné de conducir?. O para almacenar informaciones que sólo pueden tomar dos valores, por ejemplo: qué mano usas para escribir. En estos casos debemos acuñar una regla, en este ejemplo, podría ser diestro->true, zurdo->false.bool respuesta; bool continuar;

Nota: En algunos compiladores de C++ antiguos no existe el tipo bool. Lo lógico sería no usar esos compiladores, y conseguir uno más actual. Pero si esto no es posible, se puede simular este tipo a partir de un enumerado.enum bool {false=0, true};

• Tipo "double" o coma flotante de doble precisión:[long] double <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

Las variables de este tipo almacenan números en formato de coma flotante, mantisa y exponente, al igual que float, pero usan una precisión mayor, a costa de usar más memoria, claro. Son aptos para variables de tipo real. Usaremos estas variables cuando trabajemos con números grandes, pero también necesitemos gran precisión. El mayor espacio para almacenar el número se usa tanto para ampliar el rango de la mantisa como el del exponente, de modo que no sólo se gana en precisión, sino también en tamaño.

Al igual que pasaba con los números enteros, no existe un tamaño predefinido para cada tipo en coma flotante. Lo que sí sabemos es que el tamaño de double es mayor o igual que el de floaty el de long double mayor o igual que el de double.

Lo siento, pero no se me ocurre ahora ningún ejemplo en el que sea útil usar uno de estos tipos.

Bueno, también me han preguntado por qué no usar siempre double o long double y olvidarnos de float. La respuesta es que C++ siempre ha estado orientado a la economía de recursos, tanto en cuanto al uso de memoria como al uso de procesador. Si tu problema no requiere la precisión de un double o long double, ¿por qué derrochar recursos? Por ejemplo, en el compilador Dev-C++ float requiere 4 bytes, double 8 y long double 12, por lo tanto, para manejar un número en formato de long double se requiere el triple de memoria y el triple o más tiempo de procesador que para manejar un float.

Como programadores estamos en la obligación de no desperdiciar nuestros recursos, y mucho menos los recursos de nuestros clientes, para los que crearemos nuestros programas. C++ nos dan un gran control sobre estas características, es nuestra responsabilidad aprender a usarlo como es debido.

• Tipo "void" o sin tipo:void <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...];

En realidad esta sintaxis es errónea: no se pueden declarar variables de tipo void, ya que tal cosa no tiene sentido.

void es un tipo especial que indica la ausencia de tipo. Se usa para indicar el tipo del valor de retorno en funciones que no devuelven ningún valor, y también para indicar la ausencia de parámetros en funciones que no los requieren, (aunque este uso sólo es obligatorio en C, y opcional en C++), también se usará en la declaración de punteros genéricos, aunque esto lo veremos más adelante.

Las funciones que no devuelven valores parecen una contradicción. En lenguajes como Pascal, estas funciones se llaman procedimientos. Simplemente hacen su trabajo, y no revuelven valores. Por ejemplo, una función que se encargue de borrar la pantalla, no tienen nada que devolver, hace su trabajo y regresa. Lo mismo se aplica a las funciones sin parámetros de entrada, el mismo ejemplo de la función para borrar la pantalla no requiere ninguna entrada para poder realizar su cometido.

• Tipo "enum" o enumerado:enum [<identificador_de_enum>] { <nombre> [= <valor>], ...} <identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...]; enum <identificador_de_enum> { <nombre> [= <valor>], ...} [<identificador>[,<identificador2>[,<identificador3>]...]]; 

Se trata de una sintaxis más elaborada que las que hemos visto hasta ahora, pero no te asustes, (si es que te ha asustado esto) cuando te acostumbres a ver este tipo de cosas comprobarás que son fáciles de comprender.

Este tipo nos permite definir conjuntos de constantes enteras, llamados datos de tipo enumerado. Las variables declaradas de este tipo sólo podrán tomar valores dentro del dominio definido en la declaración.

Vemos que hay dos sintaxis. En la primera, el identificador de tipo es opcional, y si lo usamos podremos declarar más variables del tipo enumerado en otras partes del programa:

[enum]<identificador_de_enum><identificador>[,<identificador2>...];

La segunda sintaxis nos permite añadir una lista de variables, también opcional.


De este modo podemos separar la definición del tipo enumerado de la declaración de variables de ese tipo:

enum orden {primero=1, segundo, tercero}; ... enum orden id1, id2, id3; 

O podemos hacer ambas cosas en la misma sentencia: definición y declaración:enum orden {primero=1, segundo, tercero} id1, id2, id3; 

Si decidimos no usar un identificador para el enumerado sólo podremos declarar variables en ese momento, y no en otros lugares del programa, ya que no será posible referenciarlo:enum {primero=1, segundo, tercero} uno, dos;

Varios identificadores pueden tomar el mismo valor, pero cada identificador sólo puede usarse en un tipo enumerado. Por ejemplo:enum tipohoras { una=1, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez, once, doce, trece=1, catorce, quince, dieciseis, diecisiete, dieciocho, diecinueve, veinte, ventiuna, ventidos, ventitres, venticuatro = 0};

En este caso, una y trece valen 1, dos y catorce valen 2, etc. Y veinticuatro vale 0. Como se ve en el ejemplo, una vez se asigna un valor a un elemento de la lista, los siguientes toman valores correlativos. Si no se asigna ningún valor, el primer elemento tomará el valor 0.

Los nombres de las constantes pueden utilizarse en el programa, pero no pueden ser leídos ni escritos. Por ejemplo, si el programa en un momento determinado nos pregunta la hora, no podremos responder doce y esperar que se almacene su valor correspondiente. Del mismo modo, si tenemos una variable enumerada con el valor doce y la mostramos por pantalla, se mostrará 12, no doce. Deben considerarse como "etiquetas" que sustituyen a enteros, y que hacen más comprensibles los programas. Insisto en que internamente, para el compilador, sólo son enteros, en el rango de valores válidos definidos en cada enum.

La lista de valores entre las llaves definen lo que se denomina el "dominio" del tipo enumerado. Un dominio es un conjunto de valores posibles para un dato. Una variable del tipo enumerado no podrá tomar jamás un valor fuera del dominio.

• Palabras reservadas usadas en este capítulo

Las palabras reservadas son palabras propias del lenguaje de programación. Están reservadas en el sentido de que no podemos usarlas como identificadores de variables o de funciones.

char, int, float, double, bool, void, enum, unsigned, signed, long, short, true y false.

Curso de C++ [1 . Un pequeño codigo]

1 . Un pequeño codigo

Me parece que la forma más rápida e interesante de empezar, y no perder potenciales seguidores de este curso, es mediante un ejemplo. Veamos nuestro primer programa C++. Esto nos ayudará a establecer unas bases que resultarán muy útiles para los siguientes ejemplos que irán apareciendo.

int main() { int numero; numero = 2 + 2; return 0; } 

No te preocupes demasiado si aún no captas todos los matices de este pequeño programa. Aprovecharemos la ocasión para explicar algunas de las peculiaridades de C++, aunque de hecho, este programa es casi un ejemplo de programa C. Y aunque eso es otro tema, podemos decir ahora que C++ incluye a C. En general, un programa en C podrá compilarse usando un compilador de C++. Pero ya veremos este tema en otro lugar, y descubriremos en qué consisten las diferencias.

Iremos repasando, muy someramente, el programa, línea a línea:

- Primera línea: "int main()"

Se trata de una línea muy especial, y la encontrarás en todos los programas C y C++. Es el principio de la definición de una función. Todas las funciones C y C++ toman unos valores de entrada, llamados parámetros o argumentos, y devuelven un valor salida o retorno. La primera palabra: "int", nos dice el tipo del valor de retorno de la función, en este caso un número entero (integer). La función "main" siempre devuelve un entero. La segunda palabra es el nombre de la función, en general será el nombre que usaremos cuando queramos usar o llamar a la función.

Podemos considerar una función como una caja que procesa ciertos datos de entrada para dar como retorno ciertos datos de salida.

C++ se basa en gran parte en C, y C fue creado en la época de los lenguajes procedimentales y está orientado a la programación estructurada. Por lo tanto, C++ tiene también características válidas para la programación estructurada.

La programación estructurada parte de la idea de que los programas se ejecutan secuencialmente, línea a línea, sin saltos entre partes diferentes del programa, con un único punto de entrada y un punto de salida.

Pero si ese tipo de programación se basase sólo en esa premisa, no sería demasiado útil, ya que los programas serían poco manejables llegados a un cierto nivel de complejidad.

La solución es crear funciones o procedimientos, que se usan para realizar ciertas tareas concretas y/o repetitivas.

Por ejemplo, si frecuentemente necesitamos mostrar un texto en pantalla, es mucho más lógico agrupar las instrucciones necesarias para hacerlo en una función, y usar la función como si fuese una instrucción cada vez que queramos mostrar un texto en pantalla.

La diferencia entre una función y un procedimiento está en si devuelven valores cada vez que son invocados. Las funciones devuelven valores, y los procedimientos no.

Lenguajes como Pascal hacen distinciones entre funciones y procedimientos, pero C y C++ no existe esa diferencia. En éstos sólo existen funciones y para crear un procedimiento se usa una función que devuelva un valor vacío.

Llamar o invocar una función es ejecutarla, la secuencia del programa continúa en el interior de la función, que también se ejecuta secuencialmente, y cuando termina, se regresa a la instrucción siguiente al punto de llamada.

Las funciones a su vez, pueden invocar a otras funciones.

De este modo, considerando la llamada a una función como una única instrucción (o sentencia), el programa sigue siendo secuencial.

En este caso "main" es una función muy especial, ya que nosotros no la usaremos nunca explícitamente, es decir, nunca encontrarás en ningún programa una línea que invoque a la función "main". Esta función será la que tome el control automáticamente cuando el sistema operativo ejecute nuestro programa.

Otra pista por la que sabemos que "main" es una función son los paréntesis: todas las definiciones de funciones incluyen una lista de argumentos de entrada entre paréntesis, en nuestro ejemplo es una lista vacía, es decir, nuestra función no admite parámetros.

Imaginemos una picadora de carne que admite ciertos parametros de entrada, por ejemplo carne. También proporciona valores de salida o retorno, si introducimos carne saldrá carne picada, si se trata de queso, la salida será queso picado, etc.

Aunque dedicaremos varios capítulos a las funciones, podemos contar ahora algo más sobre parámetros y valores de retorno.La picadora de nuestro dibujo admite ciertos parámetros de entrada, por ejemplo, carne. También proporciona valores de salida o retorno, si introducimos carne saldrá carne picada, si se trata de queso, la salida será queso picado, etc.

No siempre se proporcionan parámetros a las funciones, o a veces no se porporcionan parámetros evidentes. Por ejemplo, una función que lea una tecla no necesita ningún parámetro de entrada, aunque muchos parámetros queden implícitos en la propia función.

Del mismo modo, también existen funciones que no dan una salida, al menos no una salida evidente. Por ejemplo, una función que espere un tiempo determinado. En este caso no hay salida, sólo transcurrirá un lapso de tiempo.

- Segunda línea: "{"


Aparentemente es una línea muy simple, las llaves encierran el cuerpo o definición de la función. Más adelante veremos que también tienen otros usos.

- Tercera línea: "int numero;"

Esta es nuestra primera sentencia, todas las sentencias terminan con un punto y coma. Esta concretamente es una declaración de variable. Una declaración nos dice, a nosotros y al compilador, que usaremos una variable, a la que llamaremos "numero" de tipo int integer (entero). Esta declaración obliga al compilador a reservar un espacio de memoria para almacenar la variable "numero", pero no le da ningún valor inicial. En general contendrá "basura", es decir, un valor indeterminado e impredecible, que dependerá del contenido de esa zona de memoria en el momento en que se reservó el espacio. En C++ es obligatorio declarar las variables que se usarán en el programa.

Nota importante: C y C++ distinguen entre mayúsculas y minúsculas, así que "int numero;" es distinto de "int NUMERO;", y también de "INT numero;" o de "int NuMeRo;.

- Cuarta línea: ""

Una línea vacía. Esta línea no sirve para nada, al menos desde el punto de vista del compilador, pero ayuda para separar visualmente la parte de declaración de variables de la parte de código que va a continuación. Se trata de una división arbitraria. Desde el punto de vista del compilador, tanto las declaraciones de variables como el código son sentencias válidas. La separación nos ayudará a distinguir visualmente dónde termina la declaración de variables. Una labor análoga la desempeña el tabulado de las líneas: ayuda a hacer los programas más fáciles de leer.

- Quinta línea: "numero = 2 + 2;"


Se trata de otra sentencia, ya que acaba con punto y coma. Esta es una sentencia de asignación. Le asigna a la variable "numero" el valor resultante de evaluar la expresión correspondiente a la operación "2 + 2".


- Sexta línea: "return 0;"


De nuevo una sentencia, "return" es una palabra reservada, propia de C++. Indica al programa que debe abandonar la ejecución de la función y continuar a partir del punto en que se la llamó. El 0 es el valor de retorno de nuestra función, recordemos que la función "main" debe retornar un valor integer, entero. Por convenio, cuando "main" retorna con 0 indica que todo ha ido bien. Un valor distinto suele indicar un error. Imagina que nuestro programa es llamado desde un fichero de comandos, un fichero "bat" o un "script". El valor de retorno de nuestro programa se puede usar para tomar decisiones dentro de ese fichero. Pero somos nosotros, los programadores, los que decidiremos el significado de los valores de retorno.


- Séptima línea: "}"


Esta es la llave que cierra el cuerpo o definición de la función.

Lo malo de este programa, a pesar de sumar correctamente "2+2", es que aparentemente no hace nada:

No acepta datos externos y no proporciona ninguna salida de ningún tipo. En realidad es absolutamente inútil, salvo para fines didácticos, que es para lo que fue creado. De modo que no te preocupes si decides probarlo con un compilador y no pasa nada, es normal. Paciencia, iremos poco a poco.

En los siguientes capítulos veremos tres conceptos básicos: variables, funciones y operadores. Después estaremos en disposición de empezar a trabajar con ejemplos más interactivos.

Curso de C++ [0. Introduccion]

0. Introduccion 

Hola lectores, hoy les traigo un pequeño curso que espero les sea de su agrado, sobre para los que se inician en este lenguaje.

He intentado que los ejemplos que ilustran cada capítulo se puedan compilar con cualquier versión de compilador, sin embargo, he de decir que yo he usado el compilador MinGW, (Minimalist GNU for Windows), que es una versión para Windows del compilador GCC para Unix y Linux, y que está adaptado para crear programas en Windows. Es decir, los programas que se ajusten al estándar de C++ deberían funcionar con este compilador tanto en Windows como en Linux.

Por comodidad, recomiendo usar algún IDE (Entorno de Desarrollo Integrado), como Dev-C++ de Bloodshed o Code::Blocks para crear programas en modo consola.

De modo que aprovecho para aclarar que los programas de Windows tienen dos modos de cara al usuario:
El modo consola simula el funcionamiento de una ventana MS-DOS, trabaja en modo de texto, es decir, la ventana es una especie de tabla en la que cada casilla sólo puede contener un carácter. El modo consola de Windows no permite usar gráficos de alta resolución. Pero esto no es una gran pérdida, pues como veremos, ni C ni C++ incluyen manejo de gráficos de alta resolución. Esto se hace mediante bibliotecas externas no estándar.
El otro modo es el GUI, o Interfaz Gráfico de Usuario. Es el modo tradicional de los programas de Windows, con ventanas, menús, iconos, etc. La creación de este tipo de programas se explica en otro curso de este mismo sitio, y requiere el conocimiento de la biblioteca de funciones Win API32. 

Para aquellos de vosotros que programéis en otros entornos como Linux, Unix o Mac, he de decir que no os servirá el entorno Dev-C++, ya que está diseñado especialmente para Windows. Pero esto no es un problema serio, todos los sistemas operativos disponen de compiladores de C++ que soportan la norma ANSI, sólo menciono Dev-C++ y Windows porque es el entorno en el que yo me muevo actualmente.

Además intentaré no salirme del ANSI, es decir del C++ estándar, así que no es probable que surjan problemas con los compiladores.

De nuevo aprovecho para hacer una aclaración. Resumidamente, el ANSI define un conjunto de reglas. Cualquier compilador de C o de C++ debe cumplir esas reglas, si no, no puede considerarse un compilador de C o C++. Estas reglas definen las características de un compilador en cuanto a palabras reservadas del lenguaje, comportamiento de los elementos que lo componen, funciones externas que se incluyen, etc. Un programa escrito en ANSI C o en ANSI C++, podrá compilarse con cualquier compilador que cumpla la norma ANSI. Se puede considerar como una homologación o etiqueta de calidad de un compilador.

Todos los compiladores incluyen, además del ANSI, ciertas características no ANSI, por ejemplo bibliotecas para gráficos. Pero mientras no usemos ninguna de esas características, sabremos que nuestros programas son transportables, es decir, que podrán ejecutarse en cualquier ordenador y con cualquier sistema operativo.

Este curso es sobre C++, con respecto a las diferencias entre C y C++, habría mucho que hablar, pero no es este el lugar adecuado. Si sientes curiosidad, consulta la sección de preguntas frecuentes. Pero para comprender muchas de estas diferencias necesitarás cierto nivel de conocimientos de C++.

Los programas de ejemplo que aparecen en el texto están escritos con la fuente courier y en color azul con el fin de mantener las tabulaciones y distinguirlos del resto del texto. Cuando sean largos se incluirá también un fichero con el programa, que se podrá descargar directamente.

Cuando se exponga la sintaxis de cada sentencia se adoptarán ciertas reglas, que por lo que sé son de uso general en todas las publicaciones y ficheros de ayuda. Los valores entre corchetes "[ ]" son opcionales, con una excepción: cuando aparezcan en negrita "[ ]", en ese caso indicarán que se deben escribir los corchetes. El separador "|" delimita las distintas opciones que pueden elegirse. Los valores entre "<>" se refieren a nombres. Los textos sin delimitadores son de aparición obligatoria.

• Proceso para la obtención de un programa ejecutable

Probablemente este es un buen momento para explicar cómo se obtiene un fichero ejecutable a partir de un programa C++.
Para empezar necesitamos un poco de vocabulario técnico. Veremos algunos conceptos que se manejan frecuentemente en cualquier curso de programación y sobre todo en manuales de C y C++.

• Fichero fuente y programa o código fuente

Los programas C y C++ se escriben con la ayuda de un editor de textos del mismo modo que cualquier texto corriente. Los ficheros que contiene programas en C o C++ en forma de texto se conocen como ficheros fuente, y el texto del programa que contiene se conoce como programa fuente. Nosotros siempre escribiremos programas fuente y los guardaremos en ficheros fuente.

• Interpretes y compiladores

Antes, mencionar que tanto C como C++ son lenguajes compilados, y no interpretados. Esta diferencia es muy importante, ya que afecta mucho a muchos aspectos relacionados con la ejecución del programa.

En un lenguaje interpretado, el programa está escrito en forma de texto, es el propio programa fuente. Este programa fuente es procesado por un programa externo, el intérprete, que traduce el programa, instrucción a instrucción, al tiempo que lo ejecuta.

En los lenguajes interpretados no existen programas ejecutables directamente por el ordenador. El intérprete traduce, en tiempo real, cada línea del programa fuente, cada vez que se quiere ejecutar el programa.

El los lenguajes compilados el proceso de traducción sólo se hace una vez. El programa compilador toma como entrada el código fuente del programa, y da como salida un fichero que puede ser ejecutado por el ordenador directamente.

Una vez compilado, el programa ejecutable es autónomo, y ya no es necesario disponer del programa original ni del compilador para ejecutarlo.

Cada opción tiene sus ventajas e inconvenientes, y algunas características que son consideradas una ventaja, pueden ser un inconveniente en ciertas circunstancias, y viceversa.
Los lenguajes interpretados son fácilmente modificables, ya que necesitamos tener el el código fuente disponible en el ordenador. En los compilados, estos ficheros no son necesarios, una vez compilados.
Los lenguajes interpretados necesitan un programa externo, llamado intérprete o a veces máquina virtual, o framework. Este programa actua como intermediario entre el fuente y el sistema operativo. En los compilados ese papel lo desempeña el compilador, pero al contrario que con el intérprete, una vez ha hecho su trabajo, no es necesario que esté presente para ejecutar el programa.
Estas dos características, lógicamente, hacen que los programas compilados requieran menos espacio de memoria que los interpretados (si contamos el espacio usado por el intérprete), y en general, los compilados son más rápidos, ya que sólo se compilan una vez, y el tiempo dedicado a esa tarea no se suma al de ejecución. 

Entre los lenguajes interpretados están: BASIC (Código de instrucciones de propósito general para principiantes), Java, PHP. Muchos lenguajes de script, etc.

Entre los lenguajes compilados están: C, C++, Pascal.

• Ficheros objeto, código objeto y compiladores

Como hemos dicho antes, en los lenguajes compilados, los programas fuente no pueden ejecutarse. Son ficheros de texto, pensados para que los comprendan los seres humanos, pero incomprensibles para los ordenadores.

Para conseguir un programa ejecutable hay que seguir algunos pasos. El primero es compilar o traducir el programa fuente a su código objeto equivalente. Este es el trabajo que hacen los compiladores de C y C++. Consiste en obtener un fichero equivalente a nuestro programa fuente comprensible para el ordenador, este fichero se conoce como fichero objeto, y su contenido como código objeto.

Los compiladores son programas traductores, que leen un fichero de texto que contiene el programa fuente y generan un fichero que contiene el código objeto.

El código objeto no suele tener ningún significado para los seres humanos, al menos para la mayoría de los humanos que conozco, y menos directamente. Además es diferente para cada ordenador y para cada sistema operativo. Por lo tanto existen diferentes compiladores para diferentes sistemas operativos y para cada tipo de ordenador.

• Librerías o bibliotecas

Junto con los compiladores de C y C++, se incluyen ciertos ficheros llamados bibliotecas. Las bibliotecas contienen el código objeto de muchos programas que permiten hacer cosas comunes, como leer el teclado, escribir en la pantalla, manejar números, realizar funciones matemáticas, etc. Las bibliotecas están clasificadas por el tipo de trabajos que hacen, hay bibliotecas de entrada y salida, matemáticas, de manejo de memoria, de manejo de textos, etc.

Nota: Existe una discusión permanente sobre el nombre genérico de estos ficheros. Una gran parte de personas consideran que el nombre adecuado es ficheros de biblioteca, y he de decir que esencialmente estoy de acuerdo con ellos. Sin embargo, la mayoría llamamos a estos ficheros librerías, y también me incluyo entre estos. El equívoco proviene del nombre en inglés, que es ficheros library. Este término se traduce como biblioteca, y no como librería, que es la palabra en español más parecida fonéticamente. Sin embargo esta discusión es poco importante, desde nuestro punto de vista, ya que nos entendemos igualmente con las dos palabras.

Hay un conjunto de bibliotecas (o librerías) muy especiales, que se incluyen con todos los compiladores de C y de C++. Son las librerías (o bibliotecas) ANSI o estándar. Pero también las hay no estándar, y dentro de estas las hay públicas y comerciales. En este curso sólo usaremos bibliotecas (o librerías) ANSI.

• Ficheros ejecutables y enlazadores

Cuando obtenemos el fichero objeto, aún no hemos terminado el proceso. El fichero objeto, a pesar de ser comprensible para el ordenador, no puede ser ejecutado. Hay varias razones para eso:
Nuestros programas usaran, en general, funciones que estarán incluidas en bibliotecas externas, ya sean ANSI o no. Es necesario combinar nuestro fichero objeto con esas bibliotecas para obtener un ejecutable.
Muy a menudo, nuestros programas estarán compuestos por varios ficheros fuente, y de cada uno de ellos se obtendrá un fichero objeto. Es necesario unir todos los ficheros objeto, más las bibliotecas en un único fichero ejecutable.
Hay que dar ciertas instrucciones al ordenador para que cargue en memoria el programa y los datos, y para que organice la memoria de modo que se disponga de una pila de tamaño adecuado, etc. La pila es una zona de memoria que se usa para que el programa intercambie datos con otros programas o con otras partes del propio programa. Veremos esto con más detalle durante el curso.
No siempre obtendremos un fichero ejecutable para el código que escribimos, a veces querremos crear ficheros de biblioteca, y en ese caso el proceso será diferente. 

Existe un programa que hace todas estas cosas, se trata del "linker", o enlazador. El enlazador toma todos los ficheros objeto que componen nuestro programa, los combina con los ficheros de biblioteca que sean necesarios y crea un fichero ejecutable.

Una vez terminada la fase de enlazado, ya podremos ejecutar nuestro programa.

• Errores

Por supuesto, somos humanos, y por lo tanto nos equivocamos. Los errores de programación pueden clasificarse en varios tipos, dependiendo de la fase en que se presenten.

Errores de sintaxis: son errores en el programa fuente. Pueden deberse a palabras reservadas mal escritas, expresiones erróneas o incompletas, variables que no existen, etc. Los errores de sintaxis se detectan en la fase de compilación. El compilador, además de generar el código objeto, nos dará una lista de errores de sintaxis. De hecho nos dará sólo una cosa o la otra, ya que si hay errores no es posible generar un código objeto.

Avisos: además de errores, el compilador puede dar también avisos (warnings). Los avisos son errores, pero no lo suficientemente graves como para impedir la generación del código objeto. No obstante, es importante corregir estos errores, ya que ante un aviso el compilador tiene tomar decisiones, y estas no tienen por qué coincidir con lo que nosotros pretendemos hacer, ya se basan en las directivas que los creadores del compilador decidieron durante la creación del compilador.

Errores de enlazado: el programa enlazador también puede encontrar errores. Normalmente se refieren a funciones que no están definidas en ninguno de los ficheros objetos ni en las bibliotecas. Puede que hayamos olvidado incluir alguna biblioteca, o algún fichero objeto, o puede que hayamos olvidado definir alguna función o variable, o lo hayamos hecho mal.

Errores de ejecución: incluso después de obtener un fichero ejecutable, es posible que se produzcan errores. En el caso de los errores de ejecución normalmente no obtendremos mensajes de error, sino que simplemente el programa terminará bruscamente. Estos errores son más difíciles de detectar y corregir. Existen programas auxiliares para buscar estos errores, son los llamados depuradores (debuggers). Estos programas permiten detener la ejecución de nuestros programas, inspeccionar variables y ejecutar nuestro programa paso a paso (instrucción a instrucción). Esto resulta útil para detectar excepciones, errores sutiles, y fallos que se presentan dependiendo de circunstancias distintas.

Errores de diseño: finalmente los errores más difíciles de corregir y prevenir. Si nos hemos equivocado al diseñar nuestro algoritmo, no habrá ningún programa que nos pueda ayudar a corregir los nuestros. Contra estos errores sólo cabe practicar y pensar.

• Propósito de C y C++

¿Qué clase de programas y aplicaciones se pueden crear usando C y C++?

La respuesta es muy sencilla: TODOS.

Tanto C como C++ son lenguajes de programación de propósito general. Todo puede programarse con ellos, desde sistemas operativos y compiladores hasta aplicaciones de bases de datos y procesadores de texto, pasando por juegos, aplicaciones a medida, etc.

Oirás y leerás mucho sobre este tema. Sobre todo diciendo que estos lenguajes son complicados y que requieren páginas y páginas de código para hacer cosas que con otros lenguajes se hacen con pocas líneas. Esto es una verdad a medias. Es cierto que un listado completo de un programa en C o C++ para gestión de bases de datos (por poner un ejemplo) puede requerir varios miles de líneas de código, y que su equivalente en Visual Basic sólo requiere unos pocos cientos. Pero detrás de cada línea de estos compiladores de alto nivel hay cientos de líneas de código en C, la mayor parte de estos compiladores están respaldados por enormes bibliotecas escritas en C. Nada te impide a ti, como programador, usar bibliotecas, e incluso crear las tuyas propias.

Una de las propiedades de C y C++ es la reutilización del código en forma de bibliotecas de usuario. Después de un tiempo trabajando, todos los programadores desarrollan sus propias bibliotecas para aquellas cosas que hacen frecuentemente. Y además, raramente piensan en ello, se limitan a usarlas.

Además, los programas escritos en C o C++ tienen otras ventajas sobre el resto. Con la excepción del ensamblador, generan los programas más compactos y rápidos. El código es transportable, es decir, un programa ANSI en C o C++ podrá ejecutarse en cualquier máquina y bajo cualquier sistema operativo. Y si es necesario, proporcionan un acceso a bajo nivel de hardware sólo igualado por el ensamblador.

Otra ventaja importante es que C tiene más de 30 años de vida, y C++ casi 20 y no parece que su uso se debilite demasiado. No se trata de un lenguaje de moda, y probablemente a ambos les quede aún mucha vida por delante. Sólo hay que pensar que sistemas operativos como Linux, Unix o incluso Windows se escriben casi por completo en C.

Por último, existen varios compiladores de C y C++ gratuitos, o bajo la norma GNU, así como cientos de bibliotecas de todo propósito y miles de programadores en todo el mundo, muchos de ellos dispuestos a compartir su experiencia y conocimientos.